EP1195286A2 - Verfahren zum Überwachen einer Bremse und Verfahren zum Bremsen einer Lokomotive - Google Patents

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EP1195286A2 EP01122892A EP01122892A EP1195286A2 EP 1195286 A2 EP1195286 A2 EP 1195286A2 EP 01122892 A EP01122892 A EP 01122892A EP 01122892 A EP01122892 A EP 01122892A EP 1195286 A2 EP1195286 A2 EP 1195286A2
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electric brake
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    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring an electrical Brake in a locomotive.
  • the invention relates also a method of braking a locomotive or a train using such a method of monitoring the brake.
  • locomotive includes all locomotives for rail traffic.
  • the electric brake Since the electric brake has no braking resistor and controlled by a computer via a bus system they fail due to a fault in the control. It it could even happen that the pneumatic Brake is turned off, although the electrical Brake is not working properly. If a locomotive travels alone, braking is not possible if the drive control unit (ASG) of the locomotive the retention valve controlled via the brake control unit (BSG) so that the valve shuts off the piloted C pressure. Otherwise there will be a slowdown supported by coupled cars. A disturbance can even cause a Traction occurs.
  • ASSG drive control unit
  • BSG brake control unit
  • a device is known from DE 195 10 755 C2, with which the braking process is monitored in the event of emergency braking is by the braking effect by a deceleration sensor is measured. Falls below the delay (negative Acceleration) during emergency braking a setpoint, then an error signal is triggered that is directly used for control can be used. For example, pneumatic Braking activated, with excessive braking in Purchase is taken.
  • the delay sensors can, as from the DE patent application 100 04 430.1 shows the usual accelerometers his.
  • the invention has for its object a method for Monitoring an electric brake in a locomotive to indicate without additional complete devices in the locomotive gets along. It is also said to be a method of braking the locomotive or a train that is to be monitored the brake does not require any additional complete devices.
  • the existing devices can be modified and technically modified or supplemented. To a lesser extent, new ones Components, but not complete devices, are added.
  • a monitoring program (EBÜ) for the electrical Brake in the drive control unit (ASG) of the locomotive integrated.
  • the ASG is a control unit with a central computer and operating system. All necessary for the drive control are in the ASG Signals read in, processed and control signals, or Signals that describe the current status are output. Next signal processors can also be present in the central computer his. These process the signals from the central computer and are responsible for the regulation.
  • the EBÜ in the ASG can with braking the locomotive is the actual torque of the drive motor Compare with the desired target moment and see if actually a decrease in speed occurs.
  • a monitoring program for the electrical Brake integrated in the train control unit (ZSG) of the locomotive.
  • the ZSG generally uses the same central computer and the same operating system as the ASG back.
  • the ZSG however, has different tasks than the ASG.
  • the ZSG reads various Signals of the entire locomotive are processed it displays states and controls devices. For example, the ZSG detects speed signals from the ASG.
  • EBÜ integrated monitoring program
  • an EBÜ monitoring system for electrical Brake integrated in the wheel slide protection computer For example, an EBÜ monitoring system for electrical Brake integrated in the wheel slide protection computer.
  • a monitoring program for the electrical Brake integrated in the brake control unit BSG.
  • BSG brake control unit
  • ASG drive control unit
  • a target signal can be compared.
  • an intolerable Deviation is from the brake control unit e.g. directly a check valve of a pneumatic brake released.
  • a train protection device calculates from that before starting the journey set train length and the existing brakes as well from information about the nature of the route Braking curve. This braking curve becomes during an emergency braking the pneumatic check valve is exceeded Brake opened and this brake activated.
  • the database the train protection device can advantageously for a monitoring program that for the electric brake is intended to be used.
  • the signals are used to activate the pneumatic brake of the individual devices in the locomotive in a suitable manner switched together and thus act on the retention valve of the pneumatic brake. Likewise, the signals before the interruption the power supply of the traction motor switched together.
  • the interconnection can take place via an OR gate.
  • the main switch can be used to interrupt the power supply be opened by the engine with the pantograph of the locomotive combines. The engine is therefore switched off quickly.
  • FIG. 1 shows a pantograph 1, which has a main switch 1a, a transformer 1b and a converter 2 communicates with a traction motor 3.
  • a wheel 4 On a wheel 4 is an electric brake is arranged.
  • the electric brake is an engine brake.
  • the engine acts as a generator.
  • the wheel 4 is a brake cylinder 6 of a pneumatic Brake, which has a retaining valve 6a assigned.
  • All these Devices are over lines, especially data bus lines 20, connected to the braking devices.
  • a retention valve 6a for a pneumatic brake can be controlled.
  • a driver brake valve 8 in the driver's cab Locomotive can switch on a brake.
  • Figure 2 indicates in which of the devices shown in Figure 1 Brake monitoring programs (EBÜ) 18 for the electric brake can be arranged. These programs do not constitute an additional one Block, but are in the devices shown integrated. There may only be electrical cables and contacts (possibly relays) required.
  • the programs act either on the main switch 1a, the one Logic circuit, e.g. can contain an OR gate or via a separate logic circuit, e.g. a separate one Or link 7, on the check valve 6a, which is the pneumatic Brake triggers. So if there is an error the electric brake is detected with the pneumatic Brake braked. Usually at the same time shut down by the main switch 1a of the pantograph 1 be to de-energize the traction motor 3.
  • EBÜ Brake monitoring programs
  • the possibility of intervention of the surveillance looks like that if the electric brake fails the main switch 1a opened and the retention valve 6a de-energized, i.e. open becomes.
  • the action on the retention valve 6a can as a bus signal from the BSG 14, 15, as a direct hardware signal via a line from the respective monitoring device and / or via an auxiliary contact in the main switch 1a or one of its Auxiliary relays happen.
  • the control devices form a monitoring network.
  • the Routes of action of the monitoring can be hardware lines 21, which are also wired in the locomotive or the way take via a bus 20.
  • the anti-skid computer 16 can be switched off be, or the connection to anti-skid valves be cut so that they are de-energized, if the braking effect is not achieved with the pneumatic brake comes.
  • the reason for this is the effect of the anti-skid valves between the main air line and the brake cylinder.
  • the electric brake can be monitored without additional devices and there may be measures to stop the locomotive or the train even without an electric brake be taken.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Bremse einer Lokomotive. Sie betrifft auch ein Verfahren zum Bremsen. Es ist vorgesehen, dass in der Lokomotive vorhandene Steuerungs- oder Sicherungsgeräte zum Überwachen der Bremse verwendet werden. Nach Erkennen einer Fehlfunktion einer elektrischen Bremse wird je nach Anforderung dann die Energieversorgung des Fahrmotors (3) unterbrochen und eine pneumatische Bremse wird aktiviert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Bremse in einer Lokomotive. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bremsen einer Lokomotive oder eines Zuges unter Verwendung eines solchen Verfahrens zum Überwachen der Bremse.
Der Begriff "Lokomotive" umfasst hierbei alle Triebfahrzeuge für den Schienenverkehr.
In einer modernen elektrischen Lokomotive sind für den Betrieb erforderliche Steuerungsgeräte über ein Bussystem miteinander verbunden. Eines dieser modular aufgebauten Geräte ist eine elektrische Bremse.
Bisher ist es üblich, bei einer Notbremsung ausschließlich diese elektrische Bremse einzusetzen. Die in einer Lokomotive vorhandene pneumatische Bremse ist bei einer Notbremsung abgeschaltet. Würden nämlich beide Bremsen gleichzeitig eingesetzt werden, wäre die Bremswirkung so groß, dass z.B. der Pufferdruck einen zulässigen Höchstwert überschreiten würde. Auch könnte das Regeln des pneumatischen und des elektrischen Gleitschutzes problematisch werden. Ausschließlich die pneumatische Bremse für eine Notbremsung einzusetzen, würde einen längeren Bremsweg ergeben, so dass die Züge bei den gegebenen Blockabständen langsamer fahren müssten als bisher üblich.
Da die elektrische Bremse keinen Bremswiderstand aufweist und über ein Bussystem von einem Rechner angesteuert wird, kann sie infolge einer Störung in der Ansteuerung versagen. Es könnte sogar dazu kommen, dass für eine Notbremsung die pneumatische Bremse abgeschaltet wird, obwohl die elektrische Bremse nicht ausreichend funktioniert. Falls eine Lokomotive alleine fährt, ist keine Abbremsung möglich, wenn das Antriebs-Steuergerät (ASG) der Lokomotive das Rückhalteventil über das Brems-Steuergerät (BSG) so ansteuert, dass das Ventil den vorgesteuerten C-Druck absperrt. Sonst wird eine Abbremsung durch angekoppelte Wagen unterstützt. Eine Störung kann sogar bewirken, dass statt eines Bremsvorgangs eine Traktion erfolgt.
Würde in der Lokomotive die elektrische Bremse bei einer Notbremsung generell ausgeschaltet sein und nur noch die pneumatische Bremse wirken, so wäre zwar immer noch die elektrische Bremse als verschleißfreie Betriebsbremse installiert, aber diese darf dann nicht mehr generell in der Bremsberechnung mit angerechnet werden.
Die Folge wäre, dass der Betreiber der Lokomotive, wenn er entsprechende Geschwindigkeiten erreichen will, zu wenige Bremshundertstel für die Bremsberechnung zur Verfügung hätte und somit generell langsamer als sonst fahren müsste. Dieses hätte einen erheblichen wirtschaftlichen Schaden für den Betreiber zur Folge und würde das Aus für schnelle Hochleistungslokomotiven bedeuten.
Zur Erhöhung der Sicherheit ist bereits vorgeschlagen worden, die elektrische Bremse auf ihre Funktionssicherheit hin zu überwachen. Aus der DE 195 10 755 C2 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der bei einer Notbremsung der Bremsvorgang überwacht wird, indem die Bremswirkung durch einen Verzögerungssensor gemessen wird. Unterschreitet die Verzögerung (negative Beschleunigung) bei einer Notbremsung einen Sollwert, dann wird ein Fehlersignal ausgelöst, das direkt für eine Ansteuerung verwendet werden kann. Beispielsweise werden pneumatische Bremsen aktiviert, wobei ein zu starkes Bremsen in Kauf genommen wird.
Die Verzögerungssensoren können, wie aus der DE-Patentanmeldung 100 04 430.1 hervorgeht, übliche Beschleunigungsaufnehmer sein.
Die bekannten Maßnahmen zur Überwachung einer elektrischen Bremse in einer Lokomotive erfordern ein zusätzliches Bauteil, nämlich den Verzögerungssensor mit der dazugehörigen Auswerteeinheit. Das verteuert die Lokomotive und erhöht den Wartungsaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Bremse in einer Lokomotive anzugeben, das ohne zusätzliche komplette Geräte in der Lokomotive auskommt. Es soll auch ein Verfahren zum Bremsen der Lokomotive oder eines Zuges angegeben werden, das zum Überwachen der Bremse keine zusätzlichen komkpletten Geräte erfordert.
Die Aufgabe, ein Verfahren zum Überwachen einer Bremse anzugeben, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass in der Lokomotive vorhandene Steuerungs- oder Sicherungsgeräte verwendet werden.
Damit wird der Vorteil erzielt, dass nur durch eine geeignete Schaltung und ohne zusätzliche aufwendige Geräte oder Bauteile die Bremse auf ihre Funktionsfähigkeit hin überwacht werden kann.
Es können die vorhandenen Geräte modifiziert und technisch abgeändert oder ergänzt sein. In kleinerem Umfang können neue Bauteile, aber keine kompletten Geräte, hinzu kommen.
Beispielsweise ist ein Überwachungsprogramm (EBÜ) für die elektrische Bremse im Antriebs-Steuergerät (ASG) der Lokomotive integriert.
Das ASG ist ein Steuergerät mit Zentralrechner und Betriebssystem. Im ASG werden alle für die Antriebsregelung notwendigen Signale eingelesen, verarbeitet und Steuersignale, bzw. Signale, die den Ist-Zustand beschreiben, ausgegeben. Neben dem Zentralrechner können auch Signalprozessoren vorhanden sein. Diese verarbeiten die Signale des Zentralrechners und sind für die Regelung verantwortlich. Das EBÜ im ASG kann bei einer Abbremsung der Lokomotive das Ist-Moment des Fahrmotors mit dem gewünschten Soll-Moment vergleichen und erkennen, ob tatsächlich eine Verringerung der Geschwindigkeit eintritt.
Beispielsweise ist ein Überwachungsprogramm (EBÜ) für die elektrische Bremse im Zug-Steuergerät (ZSG) der Lokomotive integriert.
Das ZSG greift in der Regel auf den gleichen Zentralrechner und das gleiche Betriebssystem wie das ASG zurück. Das ZSG hat jedoch andere Aufgaben als das ASG. Das ZSG liest verschiedene Signale der gesamten Lokomotive ein, verarbeitet diese, bringt Zustände zur Anzeige und steuert Geräte an. Beispielsweise erkennt das ZSG Drehzahl-Signale des ASG. Mit dem integrierten Überwachungsprogramm (EBÜ) für die elektrische Bremse wird der Vorteil erzielt, dass eine Notbremsung auch dann zuverlässig möglich ist, wenn der Datenbus zwischen ASG und ZSG bzw. zu einem vorhandenen Bremssteuergerät gestört wäre, das die verschiedenen Bremssysteme ansteuert.
Beispielsweise ist ein Überwachungssystem EBÜ für die elektrische Bremse im Gleitschutzrechner integriert.
Im Bussystem des Gleitschutzrechners stehen unabhängige Drehzahl-Signale zur Verfügung, die zur Regelung des Gleitschutzes benötigt werden. Auf diese Weise wird der Vorteil erzielt, dass auch bei einer Störung der elektrischen Bremse ein Gleitschutz möglich ist.
Beispielsweise ist ein Überwachungsprogramm für die elektrische Bremse im Brems-Steuergerät (BSG) integriert. Dort kann ein Bussignal, das vom Antriebssteuergerät (ASG) kommt, mit einem Soll-Signal verglichen werden. Bei einer nicht tolerierbaren Abweichung wird vom Brems-Steuergerät z.B. direkt ein Rückhalteventil einer pneumatischen Bremse freigegeben.
Beispielsweise ist ein Überwachungsprogramm für die elektrische Bremse (EBÜ) in einer Zugsicherungseinrichtung (LZB, INDUSI) integriert.
Die Überwachungsprogramme haben folgende Eigenschaften:
  • Von jedem Gerätehersteller selbst nach Vorgaben entwickelt
  • Auf das Gerät angepasst
  • Ausnutzung der eigenen oder fremder Sensorik zum Messen der Bremswirkung
  • Wirkwege sind bestehende Wege, z.B. Multi Vehicle Bus (MVB) oder neue elektrische Leitungen.
Eine Zugsicherungseinrichtung berechnet aus der vor Fahrtantritt eingestellten Zuglänge und den vorhandenen Bremsen sowie aus Informationen über die Beschaffenheit der Strecke eine Bremskurve. Wird bei einer Notbremsung diese Bremskurve überschritten, wird das Rückhalteventil einer pneumatischen Bremse geöffnet und damit diese Bremse aktiviert. Der Datenbestand der Zugsicherungseinrichtung kann vorteilhafterweise für ein Überwachungsprogramm, das für die elektrische Bremse bestimmt ist, genutzt werden.
Die Aufgabe, ein Verfahren zum Bremsen einer Lokomotive oder eines Zuges unter Verwendung des Verfahrens zur Überwachung einer Bremse anzugegen, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass nach Erkennen einer Fehlfunktion einer elektrischen Bremse die Energieversorgung des Fahrmotors unterbrochen wird und/oder eine pneumatische Bremse aktiviert wird.
Zum Aktivieren der pneumatischen Bremse werden die Signale der einzelnen Geräte in der Lokomotive in geeigneter Weise zusammen geschaltet und wirken so auf das Rückhalteventil der pneumatischen Bremse. Ebenso werden die Signale vor der Unterbrechung der Energieversorgung des Fahrmotors zusammen geschaltet. Die Zusammenschaltung kann über ein Oder-Glied erfolgen.
Es ist sichergestellt, dass die Lokomotive oder der Zug auch ohne funktionierende elektrische Bremse sicher angehalten werden können.
Zum Unterbrechen der Energieversorgung kann der Hauptschalter geöffnet werden, der den Motor mit dem Stromabnehmer der Lokomotive verbindet. Der Motor wird also schnell abgeschaltet.
Ein Beispiel für das Verfahren zum Überwachen einer Bremse und das Bremsverfahren nach der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert:
FIG 1
zeigt als Stand der Technik schematisch Steuerungs- und Sicherungsgeräte einer Lokomotive;
FIG 2
zeigt die Schaltung der Figur 1 ergänzt durch den Einsatz von Überwachungsprogrammen EBÜ;
Figur 1 zeigt einen Stromabnehmer 1, der über einen Hauptschalter 1a, einen Transformator 1b und einen Stromrichter 2 mit einem Fahrmotor 3 in Verbindung steht. An einem Rad 4 ist eine elektrische Bremse angeordnet. Die elektrische Bremse ist eine Motorbremse. Der Motor wirkt dabei als Generator. Außerdem ist dem Rad 4 ein Bremszylinder 6 einer pneumatischen Bremse, die ein Rückhalteventil 6a aufweist, zugeordnet. In der Lokomotive sind mehrere Steuerungs- oder Sicherungsgeräte angeordnet. Es handelt sich dabei um zwei Antriebs-Steuergeräte (ASG) 10, 11, zwei Zug-Steuergeräte (ZSG) 12, 13, zwei Brems-Steuergeräte (BSG) 14, 15, einen Gleitschutzrechner 16 und eine Einrichtung zur Zugsicherung (INDUSI) 17. Es können auch jeweils nur ein oder mehr als zwei Geräte oder Gleitschutzrechner vorhanden sein. Alle diese Geräte sind über Leitungen, insbesondere Datenbusleitungen 20, mit den Bremsvorrichtungen verbunden. Insbesondere ist ein Rückhalteventil 6a für eine pneumatische Bremse ansteuerbar. Auch ein Führerbremsventil 8 im Führerstand der Lokomotive kann eine Bremse einschalten.
Figur 2 zeigt an, in welchen der in Figur 1 gezeigten Geräten Bremsüberwachungsprogramme (EBÜ) 18 für die elektrische Bremse angeordnet sein können. Diese Programme stellen keinen zusätzlichen Baustein dar, sondern sind in den gezeigten Geräten integriert. Es sind gegebenenfalls nur elektrische Leitungen und Kontakte (evtl. Relais) erforderlich. Die Programme wirken entweder auf den Hauptschalter 1a, der eine Verknüpfungsschaltung, z.B. ein Oder-Glied enthalten kann, oder über eine separate Verknüpfungsschaltung, z.B. ein separates Oder-Glied 7, auf das Rückhalteventil 6a, das die pneumatische Bremse auslöst. Es wird also, falls ein Fehler an der elektrischen Bremse detektiert wird, mit der pneumatischen Bremse gebremst. In der Regel gleichzeitig kann auch durch den Hauptschalter 1a der Stromabnehmer 1 heruntergefahren werden, um den Fahrmotor 3 stromlos zu machen.
Die Eingriffsmöglichkeit der Überwachung sieht dann so aus, dass beim Versagen der elektrischen Bremse der Hauptschalter 1a geöffnet und das Rückhalteventil 6a spannungslos, d.h. geöffnet wird. Die Einwirkung auf das Rückhalteventil 6a kann als Bussignal vom BSG 14, 15, als direktes Hardwaresignal über eine Leitung vom jeweiligen Überwachungsgerät und/oder über einen Hilfskontakt im Hauptschalter 1a bzw. einem seiner Hilfsrelais geschehen.
Die Steuerungsgeräte bilden ein Überwachungsnetzwerk. Die Wirkwege der Überwachung können Hardwareleitungen 21 sein, die zusätzlich in der Lokomotive verdrahtet sind oder den Weg über einen Bus 20 nehmen. Zur Überwachung müssen nicht alle EBÜs 18 integriert sein, es ist möglich, die EBÜs 18 nur im ZSG 12, 13, Gleitschutzrechner 16 oder in der Zugsicherung 17 zu installieren. Das Netzwerk wird dann grobmaschiger, aber evtl. dadurch sicherer vor Fehlauslösungen, wenn ein Gerät bei Tests sich als weniger tauglich erweist.
Bei erkanntem Fehler kann der Gleitschutzrechner 16 abgeschaltet werden, oder die Verbindung zu Gleitschutzventilen gekappt werden, damit diese spannungslos geschaltet werden, falls die Bremswirkung bei der pneumatischen Bremse nicht zustande kommt. Grund hierfür ist die Wirkung der Gleitschutzventile zwischen Hauptluftleitung und Bremszylinder.
Ohne zusätzliche Geräte kann die elektrische Bremse überwacht werden und es können gegebenenfalls Maßnahmen zum Anhalten der Lokomotive oder des Zuges auch ohne elektrische Bremse ergriffen werden.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Bremse in einer Lokomotive,
    dadurch gekennzeichnet, dass in der Lokomotive vorhandene Steuerungs- oder Sicherungsgeräte verwendet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Überwachungsprogramm (18) für die elektrische Bremse im Antriebs-Steuergerät (10, 11) der Lokomotive integriert ist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Überwachungsprogramm (18) für die elektrische Bremse im Zug-Steuergerät (12, 13) der Lokomotive integriert ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Überwachungsprogramm (18) für die elektrische Bremse im Gleitschutzrechner (16) integriert ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Überwachungsprogramm (18) für die elektrische Bremse im Brems-Steuergerät (14, 15) integriert ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Überwachungsprogramm (18) für die elektrische Bremse in einer Zugsicherungseinrichtung (17) integriert ist.
  7. Verfahren zum Bremsen einer Lokomotive oder eines Zuges unter Verwendung des Verfahrens zur Überwachung der Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass nach Erkennen einer Fehlfunktion einer elektrischen Bremse die Energieversorgung des Fahrmotors (3) unterbrochen wird und/oder eine pneumatische Bremse aktiviert wird.
EP01122892A 2000-10-05 2001-09-24 Verfahren zum Überwachen einer Bremse und Verfahren zum Bremsen einer Lokomotive Withdrawn EP1195286A3 (de)

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